domingo, 27 de junio de 2010

What is Chemical Engineering?


Chemical engineering occupies a unique position at the interface between molecular sciences and engineering. Intimately linked with the fundamental subjects of chemistry, biology, mathematics, and physics — and in close collaboration with fellow engineering disciplines like materials science, computer science, and mechanical, electrical, and civil engineering — chemical engineering offers unparalleled opportunities to do great things.
Traditionally linked to fuel combustion and energy systems, today's chemical engineers are spearheading new developments in medicine, biotechnology, microelectronics, advanced materials, energy, consumer products, manufacturing, and environmental solutions. A new generation of chemical engineering-trained entrepreneurs are forming innovative new businesses, no doubt influenced by the fact that chemical engineers have served as CEOs of such leading global businesses as 3M, DuPont, Intel, General Electric, Union Carbide, Dow Chemical, Exxon, BASF, Gulf, and Texaco.
People with undergraduate and graduate chemical engineering degrees go on to work in industry, academia, consulting, law, medicine, finance, and other fields. For more information, the American Institute of Chemical Engineers (AIChE) offers an online database that lists the companies that are the most prolific hirers of its members. The Chemical Engineers in Action site shows the variety of things that chemical engineers can do.

Estado Actual de la Tecnología en el Procesamiento de Minerales en el Perú

ANTECEDENTES
La minería en el Perú se caracteriza por la explotacion y beneficio de los minerales polimetálicos destacando como metales principales de exportación al oro, cobre, plata, zinc, plomo y estaño. La producción de estos metales permite que el Perú esté colocado entre los principales productores mineros del mundo. Un alto porcentaje de la producción minera de plata, plomo y zinc se exportan como concentrados. En el caso del oro y cobre la presentación es básicamente en forma metálica con diferentes grados de pureza. Los rasgos actuales del contexto minero en el Peru se caracterizan por:
· Explotación exitosa de yacimientos de baja ley de minerales de cobre y minerales de oro.
· Incorporación de aspectos ambientales en el manejo de las operaciones metalúrgicas.
· Ejecución de acciones en beneficio de las poblaciones vecinas a las faenas mineras.

En el Peru, es notable el desarrollo de Antamina, operación de gran envergadura que se benefició con la economía de escala, bajo costo unitario por unidad producida y que obtiene beneficios adicionales por algunos subproductos. Ello pudo lograrse por la aplicación exitosa de tecnologías adecuadas, combinado con técnicas de ingeniería, diseño y construcción apropiadas. Los circuitos de molienda, por ejemplo, tienen actualmente un perfil más dinámico, dando como resultado un menor número de operaciones unitarias, que reemplazan a los circuitos de conminucion de múltiples etapas. A su vez, las plantas concentradoras utilizan un menor número de grandes, pero eficientes máquinas de flotación. El transporte hidráulico de sólidos es eficiente y ambientalmente adecuado con el uso de tuberías especiales denominadas mineroductos.

LA TECNOLOGÍA EN LAS EMPRESAS MINERAS

El desarrollo de un proyecto minero exige el uso intensivo de tecnología. En el procesamiento de minerales, las variadas alternativas tecnológicas para el desarrollo de un proyecto requieren evaluaciones de laboratorio y pruebas piloto que demuestren su factibilidad. El vertiginoso avance de la tecnología obliga a un permanente monitoreo de las innovaciones y su incorporación a los procesos metalúrgicos. En este contexto, la tecnología es considerada un factor estratégico en el desarrollo de los proyectos mineros. El precio de los metales, tales como cobre, zinc y plata, se encuentran muy cerca o están en niveles históricamente bajos. Esto significa que, en muchos proyectos potenciales, a menos que sean suficientemente afortunados como para contar con leyes de cabeza muy altas, el proyecto deberá identificar la tecnología de procesamiento metalúrgico que permita reducir los costos de capital, y a la vez, trabajar con bajos costos de operación. Este aspecto tiene especial importancia en los proyectos pequeños que no pueden obtener las ventajas obvias de la economía de escala. Mediante el uso de tecnología especifica, las plantas concentradoras deben lograr la recuperación, capacidad, leyes de concentrado, cumplir con normas ambientales y proveer un lugar de trabajo seguro.

AGENTES INVOLUCRADOS

Por lo descrito, cabe preguntarse, a quienes compete el monitoreo y desarrollo de las innovaciones tecnológicas en el procesamiento de minerales?. Con ocasión de la puesta en marcha de los últimos mega-proyectos mineros en el Peru, se tiene que recopilar valiosas lecciones y experiencias en beneficio de las empresas y profesionales peruanos, a fin de que su participación en próximos proyectos sea en grado cada vez mayor. Sin ser exhaustivo en la lista, a continuación se identifican los agentes involucrados en el desarrollo tecnológico del procesamiento de minerales:
a) Universidades e Instituciones de Educación Superior, con facultades o escuelas de Ingeniería Metalúrgica o especialidades afines.
b) Empresas mineras del sector privado.
c) Laboratorios comerciales de prestigio internacional.
d) Gremios profesionales (Colegio de Ingenieros del Perú, Instituto de Ingenieros de Minas del Perú, etc).
e) Sociedad Nacional de Minería, Petróleo y Energía.
e) Organismos del Ministerio de Energía y Minas (IPEN e INGEMMET).

INVENTARIO DE TECNOLOGÍAS APLICADAS

Los últimos años hemos sido testigos de cambios vertiginosos en la aplicación de tecnología de procesamiento de minerales. Los aspectos más relevantes del estado actual de desarrollo del procesamiento de minerales en el Peru, se describen en las siguientes categorías generales:
a) Conminución
· Instalaciones de circuitos de chancado en múltiples etapas y tamizaje.
· Empleo de maquinarias de chancado y molienda convencional.
· Aplicaciones exitosas de molinos SAG y molino de torre.
· Optimización de circuitos de clasificación con hidrociclones.
b) Concentración de Minerales
· Empleo de celdas y reactivos convencionales en flotación de minerales.
· Se generaliza el empleo de celdas columna en circuitos de flotación de limpieza.
· Tendencia a utilizar celdas de gran volumen en nuevos proyectos.
· Empleo de equipos de concentración gravimetrica convencional y tendencia al uso de concentradores centrífugos.
· Se aplica el método de flotación para concentrar sulfuros auríferos que luego son lixiviados.
· Otros métodos de concentración de minerales tienen limitadas aplicaciones.
· Nuevos equipos y sistemas de separación sólido-liquido (espesadores de alta capacidad y filtros especiales).
· Se acondicionan las plantas concentradoras, a fin de cumplir la legislación ambiental vigente.

c) Hidrometalurgia
· Aplicación exitosa de la tecnología LIX-SX-EW en operaciones mineras de cobre.
· Aplicación exitosa de lixiviación bacteriana de botaderos de cobre.
· Tendencia a aplicar la tecnología de cianuración en pilas para lixiviar minerales diseminados con baja ley de oro.
· Se continua la construcción de plantas de cianuración por agitación de minerales auríferos.
· Aplicación del esquema flotación-cianuración de concentrados auríferos (minas de Pataz).
· En la recuperación de oro desde soluciones cianuradas se emplea: Carbón activado en plantas pequeñas y polvo de zinc en grandes operaciones.
· Aplicación exitosa de la bioxidacion en la recuperación de oro de minerales refractarios de la zona de Viso-Aruri.
· Tratamiento exitoso del cianuro residual con fines de mitigación ambiental.
· Se acondicionan las plantas hidrometalurgicas, a fin de cumplir la legislación ambiental vigente.

d) Pirometalurgia
· Aplicación exitosa de la tecnología CMT en la refinación pirometalurgica de cobre.
· Instalación de la planta de producción de ácido sulfúrico en Ilo.
· Uso intensivo de oxigeno en la refinación de plomo y cobre en La Oroya.
· Aplicación exitosa de la tecnología Ausmelt en la fundición de concentrados de estaño.
· Se acondicionan las plantas pirometalurgicas, a fin de cumplir la legislación ambiental vigente.

e) Otras aplicaciones
· Empleo de celdas jumbo de electro-obtención en la refinación de zinc.
· Uso limitado de la extracción de plata por lixiviación ácida clorurante.
· Empleo de mineroductos para el transporte hidráulico de sólidos a distancia.
· Se esta difundiendo los sistemas de control y automatización en plantas concentradoras. Esto se complementa con el uso de programas de simulación computarizados para molienda y flotación.

TEMAS DE INVESTIGACIÓN METALÚRGICA

Los próximos años deben producirse cambios significativos en el desarrollo de tecnologías de procesamiento de minerales aplicables a nuevos proyectos mineros. A nivel de propuesta, la investigación metalúrgica debe orientarse a los siguientes temas:
1. Concentración de tierras raras.
2. Aplicaciones de control nucleónico en plantas concentradoras.
3. Beneficio de menas polimetalicas oxidadas: Flotación de óxidos con contenidos de plata/oro.
4. Alternativas piro-hidrometalurgicas de eliminación de impurezas en concentrados polimetalicos.
5. Producción local de carbón activado por activación física o química.
6. Refinación económica de concentrados de plata por oxidación en autoclave.
7. Producción de compuestos químicos a partir de metales refinados.
8. Uso intensivo de resinas de intercambio iónico y extractantes orgánicos en procesos hidrometalurgicos de oro.
9. Recuperación de metales estratégicos a partir de concentrados de zinc.
10. Recuperación de valores metálicos a partir de drenajes ácidos de mina.
11. Beneficio de minerales estratégicos a partir de arenas negras, subproducto de la minería aurífera aluvial.
12. Minimización del contenido de mercurio disuelto en plantas de cianuración.
13. Aplicación de la tecnología LIX-SX-EW para minerales oxidados de zinc.
14. Desarrollo de biotecnología minera en remediación ambiental.

CONCLUSIONES

La minería peruana ha experimentado importantes avances en el desarrollo de nuevos procesos, en equipos nuevos u optimizados y en operaciones unitarias. Actualmente, estamos en una etapa de captación y adaptación de tecnologías desarrolladas en otras latitudes, las cuales seguirán aplicándose en los futuros proyectos. En los años recientes, el procesamiento de minerales en nuestro país ha incorporado tecnologías especificas para el tratamiento de diseminados de oro, empleo de mineroductos, desarrollo de biotecnología minera, aplicaciones de flotación columnar, aplicaciones de molienda SAG, modernización de plantas hidro y pirometalurgicas que incorporan tecnologías de adecuación al medio ambiente, etc. En las plantas concentradoras aún es factible incrementar la eficiencia en un número significativo de operaciones de conminucion y flotación de minerales. El país dispone de un conjunto de entidades y profesionales con alta capacidad para el desarrollo y adaptación de modernas tecnologías en el procesamiento de minerales, en beneficio de los nuevos proyectos mineros.

Ing. Adolfo Marchese García Jefe Dpto. de Química-MetalurgiaNoviembre 2005 Tecsup - Lima, Perú

Cerámica en los Procesos Hidrometalúrgicos - Fathi Habashi

La cerámica no sólo es utilizada por pirometalurgistas en los hornos de manipulación de material fundido sino por hidrometalurgistas en los reactores de manejo de lodos. En la hidrometalurgia se les conoce como ladrillos resistentes al ácido. Una variedad de reactores utiliza los ladrillos resistentes a los ácidos con una variación de tamaños y formas que operan en múltiples condiciones como presión ambiental o de alta presión. Por lo general, la temperatura no excede de 200 ° C.

Los reactores metalúrgicos pueden ser operados a la presión ambiente o en la alta presión. Las temperaturas pueden variar desde 80 hasta 250 ° C [1].

Los reactores a presión de ambiente son variados dependiendo del material a ser lixiviados. Estos reactores de ladrillo resistentes al ácido varían en tamaño en forma y tamaño.

La escoria de titanio, que también se conoce como escoria de Sorel, se produce por una reducción parcial de ilmenita con antracita en un horno eléctrico. Se utiliza para la fabricación de pigmentos o producción de titanio metálico titanio metal. Los Digestores usados para la lixiviación de la escoria de titanio con ácido sulfúrico concentrado, son grandes tanques con una altura de 10 m, un diámetro de 4 m, una abertura de descarga de 15 cm en la parte inferior y una apertura similar en la parte superior del tanque. Se componen de acero suave con un revestimiento de ladrillo resistente al ácido, o de concreto con revestimiento de plomo y a ladrillos resistente a los ácidos (Figura 1).

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El autor del presente artículo Fathi Habashi ofreció el Curso Internacional de Hidrometalurgia de 19 al 23 de abril en el Campus de Tecsup Lima. Este mismo curso se ha dictado en Sudáfrica, México, Chile y Bolivia entre otros países mineros del continente.

Past Material of the Month

Sodium Chloride (Salt)Sodium chloride or common salt is the chemical compound NaCl. Salt occurs naturally in many parts of the world as the mineral halite and as mixed evaporites in salt lakes. Seawater has lots of salt; it contains an average of 2.6% (by weight) NaCl, or 26 million metric tons per cubic kilometer (120 million short tons per cubic mile), an inexhaustible supply (note: seawater also contains other dissolved solids; salt represents about 77% of the total dissolved solids).Salt is important in many ways. It is an essential part of the diet of both humans and animals and is a part of most animal fluids, such as blood, sweat, and tears. It aids digestion by providing chlorine for hydrochloric acid, a small but essential part of human digestive fluid. Persons with hypertensive heart disease often must restrict the amount of salt in their diet. NaCl consists of cubic close packed chloride (negative ions - yellow) with sodium (positive ions - red).Salt is widely used as a seasoning for foods and is used in curing meats and preserving fish and other foods. Iodized table salt usually contains small amounts of potassium iodide, sodium carbonate, and sodium thiosulfate. As a chemical salt is used in making glass, pottery, textile dyes, and soap. Sodium chloride is readily soluble in water and insoluble or only slightly soluble in most other liquids. It forms small, transparent, colorless to white cubic crystals. Sodium chloride is odorless but has a characteristic taste. It is an ionic compound, being made up of equal numbers of positively charged sodium and negatively charged chloride ions.